미국 반도체 업계의 호황 맞이 준비

반도체 제조는 어려운 산업입니다. 구매 주기와 제조 주기를 맞추는 것이 거의 불가능하다는 것이 그 많은 어려움 중의 하나입니다. 팹을 계획하고 구축하는 데는 수년의 시간과 수십억 달러가 소요되며, 특정 분야의 칩 수요는 분기마다 또는 그보다 훨씬 빠르게 변합니다. 특히 미국에서 현재 칩 수요가 약화되고 있음에도 불구하고, 팹 생산 능력은 증가하고 있습니다.

지난 4월, Gartner는 2023년 전 세계 반도체 매출이 11.2% 감소하여 총 5,322억 달러에 이를 것으로 전망했습니다.¹ 지난해 반도체 시장의 총매출은 5,996억 달러로 전년 대비 0.2%의 성장률에 그쳤습니다. 전문가들은 DRAM 수요가 크게 감소하고 있으며 NAND도 비슷한 패턴을 따를 것이라고 지적합니다. PC, 태블릿, 스마트폰과 같은 대량 수요 부문의 성장세가 둔화되는 반면 자동차, 산업, 사물 인터넷(IoT), 항공우주 시장은 성장하는 등, 시장별로 각기 다른 속도로 성장하고 있습니다.

그러나 이러한 둔화는 단기간에 그칠 가능성이 높으며, 반도체 칩 제조업체가 고 성장 시장에 중요한 첨단 제품을 공급하는 쪽으로 이동함에 따라 제품 믹스 문제가 중요해질 것입니다(그림 1).

그림 1: 역사적으로 반도체 매출은 계속 높은 성장률을 기록했으며, 2021년에는 20%의 성장률에 이르렀습니다. 앞으로도 매출은 계속 증가할 것이지만, 2030년까지 연평균 약 6%~8%의 느린 속도로 성장할 것입니다. (이미지 출처: McKinsey & Company)<sup2<></sup2<>

한편, 반도체 제조 장비 또한 비슷한 상승과 하락을 보일 가능성이 높습니다. SEMI의 World Fab Forecast에 따르면 프론트엔드 시설에 대한 전 세계 팹 장비 지출은 사상 최고치인 980억 달러에서 2023년 760억 달러로 전년 대비 22% 감소할 것으로 예상됩니다.³ 2024년에는 이 수치가 전년 대비 21% 증가한 920억 달러에 달할 것으로 예상됩니다.

그림 2: 비록 2023년에는 팹 장비에 대한 지출이 둔화되었지만, 반도체 팹의 강력한 성장을 뒷받침하기 위해 이 수치는 계속 증가할 것입니다. (이미지 출처: SEMI)

2023년의 감소는 칩 수요 약화와 소비자 가전 및 모바일 장치의 재고 증가로 인해 일어났습니다. 한편, 고성능 컴퓨팅(HPC) 및 자동차 부문의 반도체 수요 강세가 앞으로의 성장을 견인할 것입니다.

자국 내에서 미래를 위한 구축 준비

이러한 시장 역학 관계의 변화와 동시에 기술 국가주의가 힘을 얻고 있으며 자국 내에서 생산된 장치를 구입하는 것을 선호하는 조직이 늘어나고 있습니다. Gartner의 부사장인 Richard Gordon은 "오늘날 반도체는 국가 안보 문제로 인식되고 있습니다. 각국 정부는 반도체와 전자제품 공급망의 자급자족을 위해 부단히 노력하고 있습니다. 이는 전 세계적으로 온쇼어링 이니셔티브(자국 내 사업체 유치 운동)에 대한 장려를 이끌고 있습니다."라고 말했습니다.

향후 2년~3년 이내에 반도체 제조업체들이 미국에 수십억 달러를 투자하여 수만 개의 일자리를 창출할 것입니다. 작년 한 해 동안만 반도체 제조업체 중 상당수가 다음과 같이 미국 내에서 반도체 생산 계획을 발표했습니다.

• GlobalFoundries(GF)는 2020년 6월 뉴욕주 Malta의 Fab 8 시설⁴에 인접한 66에이커의 토지를 매입했고, 2023년 4월에 800에이커를 추가로 매입했으며,⁵ 총 보유 면적이 1,110에이커에 달하게 되었습니다. GF는 현재까지 150억 달러 이상을 투자한 시설에 약 2,500명의 직원을 고용하고 있습니다.
• Intel은 2022년 초에 오하이오주 리킹 카운티에 2개의 새로운 최첨단 칩 공장을 건설하는 데 200억 달러를 투자하며, 여기에 3,000명의 직원을 고용할 것이라고 발표했습니다.⁶ 이 팹은 2025년에 칩 납품을 시작할 것으로 예상됩니다.
• 삼성 반도체는 2024년 팹 가동을 목표로 2022년 텍사스주 테일러에 위치한 부지에 공장을 착공했습니다.⁷ 삼성은 건물에 60억 달러와 기계 및 장비에 110억 달러를 포함하여 총 건설 비용에 170억 달러를 투자할 것으로 예상하고 있습니다. 이 부지에서 20,000개의 일자리를 지원할 예정입니다.
• 2022년 후반, Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.(TSMC)는 400억 달러를 투자하여 애리조나 팹을 확장한다고 발표했습니다.⁸ 이 팹에서는 2026년까지 3nm 공정 노드를 사용하여 첨단 칩을 생산할 예정입니다.
• Texas Instruments(TI)는 텍사스주 셔먼에 아날로그 및 내장형 프로세싱 칩을 만들기 위해 건설한 300mm 반도체 웨이퍼 공장을 통해 최종적으로 300억 달러를 투자하고 3,000개의 일자리를 창출할 것으로 예상하고 있습니다.⁹ 이 공장은 2025년에 생산을 시작할 수 있을 것으로 예상됩니다. 또한 TI는 2026년까지 유타주 리하이에 또 다른 300mm 칩 생산 팹을 건설할 계획임을 발표했습니다.¹⁰ 이 팹은 110억 달러의 비용이 소요되며 800개의 일자리를 창출할 것입니다.

물론 모든 반도체 제조업체가 팹 구축의 대열에 동참하는 것은 아닙니다. 회사 매수 결정을 내리는 회사도 있습니다. 예를 들어, Bosch는 지난달 캘리포니아 로즈빌에 위치한 TSI 반도체의 자산을 인수하겠다고 발표했습니다. Bosch는 향후 5년 동안 약 15억 달러를 투자하여 최첨단 팹을 구축할 계획이며, 2026년까지 200mm 실리콘 카바이드(SiC) 웨이퍼를 생산할 예정입니다.

반도체 제조업체들이 미래에 대한 투자를 계획하고 있다는 것은 분명하며, 그 계획의 일부에는 미국 내에서 반도체 제조가 포함됩니다. 실리콘 밸리에 대한 이야기는 오래전부터 알려져 있지만, 이제는 범위가 다른 곳으로 확장되고 있습니다. 텍사스의 실리콘 협곡, 애리조나의 실리콘 사막, 뉴욕의 실리콘 앨리, 뉴멕시코의 실리콘 메사 등이 반도체 지도에서 새롭게 자리를 차지하고 있습니다. 향후 10년간 부품 부문에 주력한다면, 미국은 전자 제품 제조 분야에서 선도적인 위치를 차지하게 될 것입니다.

참고 자료:

1: https://www.gartner.com/en/newsroom/press-releases/2023-04-26-gartner-forecasts-worldwide-semiconductor-revenue-to-decline-11-percent-in-2023

2: https://www.mckinsey.com/industries/semiconductors/our-insights/the-semiconductor-decade-a-trillion-dollar-industry

3: https://www.semi.org/en/news-media-press-releases/semi-press-releases/global-fab-equipment-spending-on-track-for-2024-recovery-after-2023-slowdown-semi-reports

4: https://gf.com/gf-press-release/globalfoundries-acquire-land-malta-ny-positioning-its-advanced-manufacturing-facility/

5: https://gf.com/gf-press-release/globalfoundries-completes-purchase-of-800-acres-adjacent-to-new-york-manufacturing-facility/

6: https://www.intel.com/content/www/us/en/newsroom/news/intel-announces-next-us-site-landmark-investment-ohio.html

7: https://semiconductor.samsung.com/us/sustainability/corporate-citizenship/community-engagement/building-a-bright-future-together-at-our-taylor-texas-fab/

8: https://www.azcentral.com/story/money/business/2022/12/06/tsmc-announces-2nd-factory-in-phoenix-as-president-biden-visits-arizona/69690235007/

9: https://news.ti.com/texas-instruments-breaks-ground-on-new-300-mm-semiconductor-wafer-fabrication-plants-in-sherman-texas

10: https://news.ti.com/texas-instruments-selects-lehi-utah-for-its-next-300-millimeter-semiconductor-wafer-fab